Perowskit-Solarzelle besteht Dauertest - und ist effizient

Perowskit-Kristalle werden sowohl chemisch als auch strukturell angegriffen. Die Kristalle zersetzen sich, wenn sie nicht gut geschützt werden, was die Langlebigkeit stark beeinträchtigt.

Das Material, das für die Umwandlung von Photonen in Strom zuständig ist, dick zu verpacken, mindert wiederum die Effizienz. So wurde zuletzt zwar eine extrem langlebige Perowskit-Solarzelle vorgestellt. Die kann aber kaum die Hälfte der Effizienz eines Solarmoduls auf Siliziumbasis anbieten.

Das hört sich in der Studie der Rice University, Texas, ganz anders an. Die Effizienz ihres Solarmoduls ist mit über 24 Prozent angegeben - mehr als aktuelle kommerzielle Solaranlagen.

Gleichzeitig hat sie im Belastungstest bei 85 Grad Celsius und 1.000 Stunden voller Auslastung lediglich 3 Prozent an Leistung eingebüßt. Ausgehend von 24 Prozent blieben also noch 23,3 Prozent nach der Tortur, die mehrere Jahre im Einsatz simulieren soll.

Gelungen ist dies durch die Kombination von Perowskit-Kristallen mit einem weiteren Kristall, bestehend aus Formamidin, Blei und Iod. Eine zweidimensionale Schicht aus Perowskit diente dabei als Grundlage, auf der der zweite Kristall wachsen konnte.

Beide Komponenten konnten an Stabilität gewinnen, die die Stoffe jeweils einzeln überhaupt nicht aufweisen. Ihre Strukturen ergänzten sich bei dem Prozess jedoch optimal. Üblicherweise sollen zwei Tage im Sonnenlicht genügen, um erste Beschädigungen im Kristallgitter zu erkennen. Die neue Zelle aus beiden Kristallen war auch nach drei Wochen noch makellos.

Und einen weiteren Vorteil hat die vorgestellte Methode zur Herstellung haltbarer Perowskit-Zellen: Es genügen Temperaturen von 150 Grad Celsius, was die Produktion nicht nur kostengünstiger macht, sondern beispielsweise auch den Einsatz von flexiblen Materialien als Grundlage für die Solarzellen erlaubt.

An der Größe ihrer Solarmodule muss das Forschungsteam jedoch noch arbeiten. Die effektiv nutzbare Fläche ihrer höchst stabilen Zelle beträgt gerade einmal 0,5 Quadratzentimeter. Da hilft auch die höchste Effizienz nicht viel.